开关电源是怎么工作的

开关电源是怎么工作的

开关电源实质便是一个振荡电路，这种转换电能的方法，不但应用在电源电路，在别的的电路应用也很广泛，如液晶表现器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有用率高、稳性好、体积小等长处，缺点是功率相对较小，并且会对电路孕育发生高频滋扰，变压器反馈式振荡电路，能孕育发生有纪律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路，变压器反馈式振荡电路便是能满意这种条件的电路。
开关电源分为，隔离与非非隔离两种形式。隔离电源根据布局发布差别，可分为：正激式和反激式两大类。反激式指在变压器原边导通时副边停止，变压器储能。原边停止时，副边导通，能量开释到负载的事情状态，一样通常通例反激式电源单管多，双管的不常见。正激式指在变压器原边导串通时副边感到出对应电压输出到负载，能量通过变压器直接通报。按规格又可分为通例正激，包罗单管正激，双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。
正激和反激电路各有其特点，在计划电路的历程中为到达最优性价比，可以机动运用。一样通常在小功率场所可选用反激式。轻微大一些可接纳单管正激电路，中等功率可接纳双管正激电路或半桥电路，低电压时接纳推挽电路，与半桥事情状态雷同。大功率输出，一样通常接纳桥式电路，低压也可接纳推挽电路。
反激式电源因其布局简朴，省掉了一个和变压器体积大的电感，而在中小功率电源中得到广泛的应用。反激电源变压器漏感是一个非常要害的参数，由于反激电源必要变压器储存能量，要使变压器铁芯得到充实使用，一样通常都要在磁路中开气隙，其目标是转变铁芯磁滞回线的斜率，使变压器可以大概蒙受大的脉冲电流打击，而不至于铁芯进入饱和非线形状态，磁路中气隙处于高磁阻状态，在磁路中孕育发生漏磁宏大于完全闭合磁路。
脉冲电压连线尽大概短，此中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管毗连线。脉冲电流环路尽大概小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部门变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要只管即便靠近开关电源输入端，输入线应制止与其他电路平行，应避开。Y电容应安排在机壳接地端子或FG毗连端。共摸电感到与变压器连结肯定间隔，以制止磁偶合。
输出电容一样通常可接纳两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并团结果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容连结肯定间隔，以延伸整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解连结间隔，电解之间也须留出散热空间，条件容允许可以安装风扇或者增加排气孔。

开关电源原理与设计（连载一） 1-1．几种基本类型的开关电源 顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现dc/ac、dc/dc电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。 开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于dc/ac逆变电源，或dc/dc电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于dc/ac逆变电源，或dc/dc电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。 根据开关器件在电路中连接的方式，目前比较广泛使用的开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中，变压器式开关电源（后面简称变压器开关电源）还可以进一步分成：推挽式、半桥式、全桥式等多种；根据变压器的激励和输出电压的相位，又可以分成：正激式、反激式、单激式和双激式等多种；如果从用途上来分，还可以分成更多种类。 下面我们先对串联式、并联式、变压器式等三种最基本的开关电源工作原理进行简单介绍，其它种类的开关电源也将逐步进行详细分析。 1-2．串联式开关电源 1-2-1．串联式开关电源的工作原理 图1-1-a是串联式开关电源的最简单工作原理图，图1-1-a中ui是开关电源的工作电压，即：直流输入电压；k是控制开关，r是负载。当控制开关k接通的时候，开关电源就向负载r输出一个脉冲宽度为ton，幅度为ui的脉冲电压up；当控制开关k关断的时候，又相当于开关电源向负载r输出一个脉冲宽度为toff，幅度为0的脉冲电压。这样，控制开关k不停地“接通”和“关断”，在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压uo 。 串联式开关电源输出电压uo的幅值up等于输入电压ui，其输出电压uo的平均值ua总是小于输入电压ui，因此，串联式开关电源一般都是以平均值ua为变量输出电压。所以，串联式开关电源属于降压型开关电源。 串联式开关电源也有人称它为斩波器，由于它工作原理简单，工作效率很高，因此其在输出功率控制方面应用很广。例如，电动摩托车速度控制器以及灯光亮度控制器等，都是属于串联式开关电源的应用。如果串联式开关电源只单纯用于功率输出控制，电压输出可以不用接整流滤波电路，而直接给负载提供功率输出；但如果用于稳压输出，则必须要经过整流滤波。 串联式开关电源的缺点是输入与输出共用一个地，因此，容易产生emi干扰和底板带电，当输入电压为市电整流输出电压的时候，容易引起触电，对人身不安全。